JP4300726B2 - 回転式気体圧縮機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転式気体圧縮機の圧縮機構部の密封手段に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
昨今の地球環境保護問題に端を発して、従来から継続使用されているフロン冷媒に替わり自然冷媒、特に、二酸化炭素（ＣＯ２）冷媒を用いたヒートポンプシステムの研究開発が各分野で盛んに行われている。
【０００３】
しかしながら、従来のフロン冷媒を用いた冷凍サイクルでは、高圧側が３ＭＰａ以下であるのに対して、二酸化炭素（ＣＯ２）冷媒を用いた冷凍サイクルでは、低圧側が２．５〜５ＭＰａ，高圧側が１２〜１５ＭＰａにも達して高低圧力差が極めて大きく、圧縮機構部での高圧側から低圧側への気体漏れ損失の過大が懸念されている。
【０００４】
このような理由から、二酸化炭素（ＣＯ２）冷媒を用いた圧縮機として、隣接する圧縮室間の差圧を小さくできるスクロール圧縮機や多段圧縮機の改良検討が進められている。
【０００５】
特に、家庭用ヒートポンプシステムに搭載される圧縮機としては、生産性と耐久性および高性能・小型化の観点から多段圧縮機としては、密閉容器内が高圧型のローリングピストン型ロータリ式２段圧縮機が注目を浴びている。また、スクロール圧縮機としては圧縮機構部を収納する高圧密閉容器内が油分離機能を兼ね、別途に油分離器を要しない高圧型スクロール圧縮機が注目を浴びている。
【０００６】
図７は発明者が特開平４−１８７８８７号公報（特許第２７６８００４号公報）で提案したローリングピストン型ロータリ式２段圧縮機と冷凍サイクル配管系の接続図、図８は同圧縮機の縦断面図、図９は同圧縮機の部分縦断面図を示す。
【０００７】
図７〜図９において、従来のフロン系冷媒の吐出冷媒ガスが充満する密閉容器１００１内には電動機５、低段圧縮要素１００７と高段圧縮要素１００４と中板３６から成る２段圧縮機構が収納され、高段圧縮要素１００４のローリングピストン圧縮機構の高段ベーン１０３９の反シリンダ側には吐出圧力が作用する潤滑油３５が作用して高段ベーン１０３９の先端を高段ピストン１００９ｂに押圧している。一方、低段圧縮要素１００７のローリングピストン圧縮機構の低段ベーン１０３８の反シリンダ側には、油溜１０３５の潤滑油を中板１０３６に設けた絞り通路１０６１ａを有する給油通路１０６１を経由して中間圧力に減圧の後、低段ベーン背面室１０４４に導入された潤滑油が作用している。この付勢力によって、低段ベーン１０３８の先端が低段ピストン１００７ｂに押圧されてシリンダ内を吸入室と圧縮室とに区画する構成になっている。
【０００８】
なお、低段ベーン背面室１０４４に供給された潤滑油は、低段ベーン１０３８の摺動面を潤滑する一方、低段吐出室１０４５に流入した後、吐出冷媒ガスと共に連通路１０５５を経由して高段圧縮要素１００９の吸入側に吸い込まれ、圧縮の後、電動機室１００８に排出される。電動機室１００８で冷媒ガスから分離した潤滑油は油溜１０３５に収集される。
【０００９】
このように、高段ベーン１０３９の先端と高段ピストン１００９ｂとの接触力は、高段圧縮要素１００９の吐出圧力と高段圧縮要素１００９の吸入圧力（低段吐出圧力）との差圧力が作用する。また同様に、低段ベーン１０３８の先端と低段ピストン１００７ｂとの接触力は、低段圧縮要素１００７の吐出圧力と吸入圧力との差圧が作用する。したがって、低段ベーン１０３８の先端の摩擦損失動力や摩耗量が、高段吐出圧力と低段吸入圧力との差圧が作用する場合よりも半減する構成である。
【００１０】
このような構成のロータリ式２段圧縮機でＣＯ２冷媒ガスを使用する場合（吐出圧力と吸入圧力との差圧が極めて大きい状態）でも、高段ベーン１０３９や低段ベーン１０３８の先端に作用する荷重が半減するので摺動部の耐久性確保が可能となる。
【００１１】
【発明が解決しょうとする課題】
しかしながら、２段圧縮機構１００３の外周部の雰囲気圧力が吐出圧力相当のために潤滑油や冷媒ガスが、２段圧縮機構１００３の各圧縮室（シリンダ内）を形成するための構成部品間の接触固定面や摺動部隙間を介してシリンダ内に流入する漏洩量が多く、圧縮効率が著しく低下する課題があった。
【００１２】
なお、２段圧縮機構１００３の各圧縮室（シリンダ内）を形成するための構成部品間の接触固定面の間にシール部材を配置してシリンダ内への流体漏洩を防止する方策があるが、組立部品隙間の極めて小さい２段圧縮機構１００３の組立が困難である理由から上記の方策は実現不可能でもある。
【００１３】
図１０は、圧縮機構部の全体が高圧冷媒ガスや高圧潤滑油の雰囲気中にない場合のスクロール気体圧縮機の縦断面図を示す。
【００１４】
すなわち、モータ２００７に連結する駆動軸２００８を支持するフレーム２００３によって、密閉ケース２００１，２００２内が上部の吐出空間２０１３（高圧側）と下部のモータ室２０１５（低圧側）とに区画されている。吐出空間２０１３内に配置された鏡板２０１２はフレーム２００３に固定される一方、固定スクロール２０１１を固定している。固定スクロール２０１１に噛み合う旋回スクロール２０１０はフレーム２００３に支持されながら駆動軸２００８の偏心穴２００９に係合する。吐出空間２０１３の底部の吐出室油溜２０３６はフレーム２００３に設けられた極細通路２０１９を介してモータ室２０１５の底部の油溜２０１７に通じている構成である。
【００１５】
このような構成のスクロール気体圧縮機において、吐出室油溜２０３６の潤滑油は、鏡板２０１２および固定スクロール２０１１とフレーム２００３との接触固定面を通じて旋回スクロール（可動スクロール）２０１０の外側の吸入室２０３７に微小漏洩する。特に、冷凍サイクルにおける高圧側と低圧側との差圧が従来冷媒よりも極めて大きいＣＯ２冷媒ガスを使用する場合には、吐出室油溜２０３６と吸入室２０３７との差圧が大きいために吐出室油溜２０３６の潤滑油が吸入室２０３７に漏洩する量が多く、圧縮効率の著しい低下を招く課題があった。上述のロータリ式２段圧縮機で説明した場合と同様に、鏡板２０１２とフレーム２００３との接触固定面にシール部材を配置して吐出室油溜２０３６の潤滑油が吸入室２０３７に漏洩するのを防止する方策もあるが、鏡板２０１２とフレーム２００３との接触固定面にシール部材を配置することによって、圧縮室の微小隙間確保を要する旋回スクロール２０１０と固定スクロール２０１１の適正配置組立が困難であると言う理由から実現不可能である。
【００１６】
上記のような構成のスクロール気体圧縮機に限らず、例えば発明者が特公平７−７８３９１号公報で提案しているような、スクロール圧縮機構が高圧冷媒ガスや高圧潤滑油の雰囲気内に配置された構成のスクロール気体圧縮機の場合も同様の課題を有する。
【００１７】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、圧縮機構部を囲む高圧流体（冷媒や潤滑油）が圧縮室内に流入漏洩するのを防止することを目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、圧縮機構部を囲む高圧雰囲気から組立済みの圧縮機構部を圧力的に遮断する手段を設けたものである。
【００１９】
上記遮断手段によって圧縮機構部を囲む高圧流体（冷媒や潤滑油）が圧縮室内に漏洩流入するのを阻止し、圧縮効率の低下防止を図ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、密閉容器内に電動機とその電動機に連結する圧縮機構部を収納し、圧縮機構部の圧縮気体を密閉容器内に排出する構成において、前記圧縮機構部は前記圧縮要素を低段圧縮要素と高段圧縮要素を順次直列接続した２段圧縮機構とし、それぞれの圧縮要素を連結すべく各圧縮要素に隣接して配置され且つ圧縮室の壁面構成の一部材
である中板の外周部を前記隔離手段で前記密閉容器内から圧力的に遮断するとともに、圧縮機構部の圧縮室を形成する構成部材間の結合面の外周部を密閉容器内から圧力的に遮断する隔離手段を設け、前記隔離手段は、低段圧縮要素の低段シリンダブロック、駆動軸を支持し且つ前記低段シリンダブロックと共に圧縮室を形成すべく前記低段シリンダブロックに固定された軸受部材、前記低段シリンダブロックと共に前記圧縮室を形成すべく前記低段シリンダブロックに隣接配置された中板の外周部を囲むべく環状部を備えた部材により構成したものである。
【００２１】
そしてこの構成によれば、密閉容器内の高圧（吐出圧力相当）流体（気体や潤滑油）が圧縮室を形成する構成部材間の結合面を介して圧縮室内に漏洩流入するのを阻止し、また、密閉容器内に吐出された流体（気体や潤滑油）が軸受部材と低段シリンダブロック、中板と低段シリンダブロックとの２箇所の接触固定面を介して低段圧縮要素の圧縮室の吸入側に漏洩流入するのを阻止し、著しい圧縮効率の低下防止を図れる。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、隔離手段が、中板と高段圧縮要素の高段シリンダブロックとの接触固定面を密閉容器内から圧力的に遮断する手段を設けたものである。そしてこの構成によれば、密閉容器内の吐出流体（気体や潤滑油）が低段圧縮要素および高段圧縮要素の両圧縮室を形成すべく配置された構成部材の接触固定面を介して両圧縮室に漏洩流入するのを阻止し圧縮効率低下を防止できる。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、隔離手段が、低段圧縮要素の低段吐出室を形成すべく低段圧縮要素の低段シリンダブロックの外周部を囲むように形成された吐出カバーを兼ねたものである。そしてこの構成によれば、低段圧縮要素を組立後に取り付けられた吐出カバーがその内部に圧縮室を配置する低段シリダブロックの外周部を密閉容器内の吐出流体雰囲気から遮断し、圧縮室への不要な漏洩流体流入を回避して圧縮効率の向上を図る。
【００２４】
【実施例】
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００２５】
（実施例１）
図１は二酸化炭素（ＣＯ２）冷媒を使用したローリングピストン型ロータリ式２段圧縮機の縦断面を表し、図２は同圧縮機の部分縦断面を表し、図３は同圧縮機の低段シリンダブロックの外観図を表す。
【００２６】
密閉容器１の内部に、電動機２とその下部に２段圧縮機構３が配置されている。２段圧縮機構３は、高段圧縮要素４と、その下部に配置された低段圧縮要素５と、高段圧縮要素４および低段圧縮要素５の間に配置された中板６と、高段圧縮要素４および低段圧縮要素５を駆動すべく電動機２の回転子２ａに連結された駆動軸７と、駆動軸７を支持すべく高段圧縮要素４の高段シリンダブロック８に固定された主軸受９および低段圧縮要素５の低段シリンダブロック１０に固定された副軸受１１とから成る。
【００２７】
高段シリンダブロック８は密閉容器１に溶接固定され、その高段シリンダブロック８に中板６と低段シリンダブロック１０が固定されている。
【００２８】
主軸受９に取付られた高段吐出カバー１２は、主軸受９と共に高段吐出室１３を形成している。
【００２９】
中板６，低段シリンダブロック１０，副軸受１１の外周部を囲み且つシール部材９８を介して高段シリンダブロック８に取付られた低段吐出カバー２６の内部は低段吐出室２７を形成している。低段吐出カバー２６と副軸受１１との間にＯ―リング９７が介装され、密閉容器１内の油溜３２と低段吐出室２７との間が圧力的に隔離されている。
【００３０】
低段吐出室２７と高段吐出室１３との間は、副軸受１１，低段シリンダブロック１０，中板６，高段シリンダブロック８，主軸受９を貫通して設けられたバイパス通路９６で連通されている。バイパス通路９６の端部は、バイパス通路９６を開閉する弁体９５と、弁体９５を付勢するバネ手段９４が配置されており、低段吐出室２７から高段吐出室１３への冷媒ガスの流入のみ許容する逆止弁機構を形成している。
【００３１】
駆動軸７を貫通する油穴７ａの下端部には、遠心ポンプ手段９３が装着されており、遠心ポンプ手段９３によって、副軸受１１、低段圧縮要素５の低段ピストン７０の内側、高段圧縮要素４の高段ピストン６５の内側、主軸受９の各摺動面に油溜３２の潤滑油が給油される経路が形成されている。
【００３２】
高段圧縮要素４のシリンダ内で高段ピストン６５の外周面に接してシリンダ内を吸入室と圧縮室とに区画すべく配置された高段ベーン１５の反シリンダ側の高段ベーン背面室１６は、油溜３２に連通している。
【００３３】
上記と同様に、低段圧縮要素５の低段ベーン９２の反シリンダ側に配置された低段ベーン背面室３３にはバネ手段（コイルバネ）９１が配置され、低段ベーン９２の先端を低段ピストン７０に押圧付勢している。バネ手段（コイルバネ）９１を装着すべく低段ベーン背面室３３に設けられたバネ装着穴３４は、以下に述べる経路を経て密閉容器１内の油溜３２に連通している。
【００３４】
すなわち、バネ装着穴３４は、低段シリンダブロック１０と中板６の外周部と低段吐出カバー２６との間の間隙通路９０、中板６に設けられて絞り部を有する油穴６８、駆動軸７の油穴７ａに直交して設けられた半径方向油穴７ｂを順次経由して連通している。
【００３５】
また、低段ベーン背面室３３は、バネ装着穴３４よりも上部に流出口８９を有する給油路８８を介して低段吐出室２７に連通している。
【００３６】
低段吐出室２７は、副軸受１１，高段シリンダブロック１０，中板６を貫通して設けられた中間連通路８７を介して高段圧縮要素４の吸入室に通じている。
【００３７】
密閉容器１の上壁中央部の平坦部には電動機２に接続する電気接続端子８６が配置され、その外部接続端子８６ａには、絶縁樹脂材で結束した外部接続クラスター８５が挿入されている。その外部接続クラスター８５を囲むターミナルカバー８４の内形状は、例えば、電気接続端子８６を構成する端子が密閉容器１内の高圧ＣＯ２ガス圧力によって部分的に抜けようとする場合でも、外部接続クラスター８５が外部接続端子８６ａから外れることがないように設定されている。
【００３８】
密閉容器１の上壁に配置された吐出管８３の電動機室２９側開口端の近傍には、密閉容器１の内壁側に開口した遮蔽板８２が配置されており、電気接続端子８６の側から吐出管８３への直接的なガス流出を防でいる。
【００３９】
以上のように構成された二酸化炭素（ＣＯ２）冷媒ガスを使用したローリングピストン型ロータリ式２段圧縮機について、図１、図２、図３を参照しながらその動作を説明する。
【００４０】
低段圧縮要素５のシリンダ内に取り込まれた吸入冷媒ガスは、圧縮された後、低段吐出室２７に吐出される。低段吐出室２７の吐出冷媒ガスは、中間連通路８７を経由して高段圧縮要素４の吸入室に取り込まれ、圧縮の後、高段吐出室１３に吐出され、電動機室９に排出される。電動機室９に排出された冷媒ガスに混入する潤滑油の一部は分離され、油溜３２に収集される。潤滑油の一部が分離された高圧の吐出冷媒ガスは、吐出管８３を経て圧縮機外部配管系に送出される。
【００４１】
高段圧縮要素４の吐出冷媒ガス圧力が作用する油溜３２の潤滑油は、駆動軸７の下端部に配置された遠心ポンプ手段９３によって駆動軸７内の油穴７ａ，半径方向油穴７ｂ，低段ピストン７０の内径側空間，高段ピストン６５の内径側空間，主軸受９の軸受摺動面を順次経由して電動機室２９に排出され、再び、油溜３２に帰還する。
【００４２】
なお、遠心ポンプ手段９３から駆動軸７内の油穴７ａに排出された潤滑油に混入する冷媒ガスが油穴７ａの上部開口端から電動機室２９へ放出される。それによって、油穴７ａの潤滑油がガス抜きされるので、低段ピストン７０の内径摺動面，高段ピストン６５の内径摺動面，主軸受９の軸受摺動面にはガス噛み込みのない良好な油膜が形成される。
【００４３】
このような駆動軸７の摺動部給油過程途中の潤滑油は、中板６の絞り部を有する油穴６８を介して中間圧力に減圧の後、間隙通路９０，バネ装着穴３４，低段ベーン背面室３３，バネ装着穴３４よりも上部の流出口８９，中間連通路８７を順次経由して低段吐出室２７に供給される。中間連通路８７は絞り作用が生じることのない通路であるために、低段ベーン背圧室３３は低段吐出室２７と相当圧力となる。
【００４４】
低段ベーン背圧室３３と低段吐出室２７を連通する中間連通路８８の流出口８９がバネ装着穴３４よりも上部配置であるために、圧縮機停止中でも低段ベーン背圧室３３の潤滑油がその自重により低段吐出室２７に流出することなく、圧縮機再起動初期における低段ベーン９２の摺動部隙間の潤滑に提供される。
【００４５】
当然のことながら、圧縮機運転中も低段ベーン背圧室３３の潤滑油が十分に確保されて、低段ベーン９２の摺動部隙間の油膜密封作用と、低段ベーン９２を低段ピストンに押圧させる。
【００４６】
この押圧力は、低段ベーン背面室３３に油溜３２の潤滑油が減圧されることなく導入される場合に比較して半減しており、低段ピストン７０の外周面と低段ベーン９２の先端との摺動摩擦損失が小さく、摺動部摩耗も少ない特徴を有している。
【００４７】
また、高段シリンダブロック８と低段吐出カバー２６の間に介在するシール部材によって、低段ベーン背面室３３が密閉容器１内と圧力的に隔離されており、例え、油溜３２の油面が低下する場合でも、密閉容器１内の吐出冷媒ガスが低段ベーン背面室３３に漏洩することはない。また、密閉容器１内の吐出冷媒ガスや吐出圧力が作用する潤滑油が中板６と高段シリンダブロック８との接触結合面、中板６と低段シリンダブロック１０との接触結合面を介して高段圧縮要素４の圧縮室および低段圧縮要素５の圧縮室に直接的に漏洩流入することはない。
【００４８】
低段ベーン背面室３３から低段吐出室２７を経由して高段圧縮要素４の吸入室に導入された適量の潤滑油は、高段圧縮要素４の圧縮室隙間の油膜密封作用に供され、圧縮効率を向上させる。
【００４９】
以上のように上記実施例によれば、密閉容器１内に電動機２と電動機２に連結する圧縮機構部を収納し、その圧縮機構部３ａの圧縮気体を密閉容器１内に排出する構成において、圧縮機構部３ａの圧縮室を形成する構成部材（高段シリンダブロック８と中板６、低段シリンダブロック１０と中板６）間の結合面の外周部を密閉容器１内から圧力的に遮断する隔離手段（高段シリンダブロック８と中板６と低段シリンダブロック１０と副軸受１１を囲む低段吐出カバー２６がシール部材９８を介して高段シリンダブロック８に取付られた状態）を設けたことにより、密閉容器１内の高圧（吐出圧力相当）流体（吐出冷媒ガスや潤滑油）が圧縮室を形成する構成部材間の接触結合面を介して圧縮室内に漏洩流入するのを阻止し、圧縮効率の低下防止を図ることができる。
【００５０】
また上記実施例によれば、圧縮機構部３ａは複数の圧縮要素（低段圧縮要素５、高段圧縮要素４）から成り、それぞれの圧縮要素を連結すべく各圧縮要素に隣接して配置され且つ圧縮室の壁面構成一部材である中板６の外周部を囲む形態で低段吐出カバー２６を配置して密閉容器１内から圧力的に遮断したことにより、中板６と各圧縮要素（４、５）の隣接面を介して密閉容器１内の高圧流体（吐出冷媒ガスや潤滑油）が圧縮室内に漏洩流入するのを回避し、圧縮効率の低下防止を図ることができる。
【００５１】
また上記実施例によれば、圧縮要素を低段圧縮要素５と高段圧縮要素４を順次直列接続した２段圧縮機構３としたことにより、密閉容器１内の吐出冷媒ガスや潤滑油が中板６を介して低段圧縮要素５および高段圧縮要素４の圧縮室の吸入側に漏洩流入するのを防止し、高段圧縮要素４における圧縮損失の発生を防止すると共に、低段圧縮要素５から高段圧縮要素４への圧縮損失の巡送りを回避して、圧縮効率の大幅な低下を防止することができる。
【００５２】
また上記実施例によれば、低段圧縮要素５の構成部品の外周部を密閉容器１内から圧力的に遮断する隔離手段を設けたことにより、密閉容器１内の吐出冷媒ガスや潤滑油が中板６を介して低段圧縮要素５の圧縮室の吸入側（低圧側）に漏洩流入し、高段圧縮要素４でも再び漏洩流体が再圧縮されることによる過剰な圧縮損失発生の防止を図ることができる。
【００５３】
また上記実施例によれば、隔離手段は、低段圧縮要素５の低段シリンダブロック１０、駆動軸７を支持し且つ低段シリンダブロック１０と共に圧縮室を形成すべく低段シリンダブロック１０に固定された副軸受１１、低段シリンダブロック１０と共に圧縮室を形成すべく低段シリンダブロック１０に隣接配置された中板６の外周部を囲むべく環状部を備えた低段吐出カバー２６としたことにより、密閉容器１内に吐出された流体（吐出冷媒ガスや潤滑油）が副軸受１１と低段シリンダブロック１０、中板６と低段シリンダブロック１０との２箇所の接触固定面を介して低段圧縮要素５の圧縮室の吸入側に漏洩流入するのを阻止し、著しい圧縮効率の低下を防止することがきる。
【００５４】
また上記実施例によれば、隔離手段は、中板６と高段圧縮要素４の高段シリンダブロック８との接合面を密閉容器１内から圧力的に遮断する手段を設けたことにより、密閉容器１内の吐出流体（吐出冷媒ガスや潤滑油）が低段圧縮要素５および高段圧縮要素４の両圧縮室を形成すべく配置された構成部材の接触固定面を介して両圧縮室に漏洩流入するのを阻止し圧縮効率低下を防止することができる。
【００５５】
また上記実施例によれば、隔離手段は、低段圧縮要素５の低段吐出室２７を形成すべく低段圧縮要素５の低段１０シリンダブロックの外周部を囲むように形成された低段吐出カバー２６を兼ねたことにより、低段圧縮要素５を組立後に取り付けられた低段吐出カバー２６がその内部に圧縮室を配置する低段シリダブロック１０の外周部を密閉容器１内の吐出冷媒ガスや潤滑油から遮断し、圧縮室への不要な漏洩流体流入を回避して圧縮効率の向上を図ることができる。
【００５６】
なお、上記実施例では、中板６の中間連通路８７と低段ベーン背面室３３との間を間隙通路９０を介して連通したが、間隙通路９０を介することなく直接的に連通しても良い。
そして、低段シリンダブロック１０との接触結合面の外周部にシール部材を配置して、密閉容器１内の吐出冷媒ガスや潤滑油と圧縮室との間を完全に隔離密封し、圧縮室への流体漏洩を回避することによる圧縮効率の向上を図ることができる。
【００５７】
（実施例２）
図４は密閉容器１内が二酸化炭素（ＣＯ２）の吐出冷媒ガスで充満するスクロール圧縮機の縦断面を示す。
【００５８】
電動機（モータ）３０１０に連結する駆動軸３００５を支持する本体フレーム３００２に固定スクロール３０３４が締結されている。固定スクロール３０３４に噛み合う旋回スクロール３０１４は本体フレーム３００２に支持されながら背圧室３０２０に配置され、駆動軸３００５の先端の偏心軸部３００８と、本体フレーム３００２に係止された自転阻止機構とに係合して旋回運動する。固定スクロール３０３４と旋回スクロール３０１４とが噛み合って形成する圧縮空間は、その外側部が吸入管３０２８に通じる吸入室３０２２を構成し、その中央部の圧縮室が吐出ポート３０２５に通じる。背圧室３０２０は絞り機能を有するバランス通路３０２６を介して吸入室３０２２に通じている。
【００５９】
固定スクロール３０３４の鏡板３０２１には吐出カバー３０９９が取付られて吐出室３０２４を形成する。吐出カバー３０９９は鏡板３０２１と本体フレーム３００２の外周部を囲む形態で配置されている。
【００６０】
固定スクロール３０３４の鏡板３０２１と本体フレーム３００２との締結外周部と、吐出カバー３０９９との間にＯ―リング３０９８が押圧介装され、密閉容器１内の吐出冷媒ガスが本体フレーム３００２の内部側（背圧室３０２０）に流入するのを防止している。
【００６１】
このような構成において、吸入室３０２２が３ＭＰａ，吐出室３０２４が１０ＭＰａ，背圧室が５ＭＰａの圧力状態を維持してスクロール圧縮機が運転される。密閉容器１内の冷媒ガスは、Ｏーリング３０９８のシール機能によって背圧室３０２０を経由する吸入室３０２２への漏洩流入を阻止される。これによって、圧縮効率の低下が防止され、高効率なスクロール圧縮機を提供する。
【００６２】
（実施例３）
図６は、固定スクロールの鏡板３０２１ａと本体フレーム３００２ａの締結面外周部に突起状部３０２１ｂと突起状部３００２ｂを設け、その隣接外周部をレーザ溶接等の集中溶接接合することにより、図５におけるＯーリング３０９８のシール機能に置き換えたスクロール圧縮機の部分断面図を示す。レーザ溶接等の集中溶接接合は、鏡板３０２１ａと本体フレーム３００２ａを溶接時の熱変形を伴うことなく溶接接合できる。また、鏡板３０２１ａと本体フレーム３００２ａの材質がアルミニューム合金等の場合の集中溶接接合には、電子ビーム溶接が適している。
【００６３】
なお、上記実施例では二酸化炭素冷媒を使用したローリングピストン型ロータリ式２段圧縮機およびスクロール圧縮機について説明したが、他の気体（例えば、酸素，窒素，ヘリウム，空気など）を圧縮する２段ローリングピストン型ロータリ式圧縮機およびスクロール圧縮機の場合も同様な作用・効果を生じるものである。
【００６４】
【発明の効果】
上記実施例から明かなように、請求項１に記載の発明は、密閉容器内に電動機とその電動機に連結する圧縮機構部を収納し、圧縮機構部の圧縮気体を密閉容器内に排出する構成において、前記圧縮機構部は前記圧縮要素を低段圧縮要素と高段圧縮要素を順次直列接続した２段圧縮機構とし、それぞれの圧縮要素を連結すべく各圧縮要素に隣接して配置され且つ圧縮室の壁面構成の一部材である中板の外周部を前記隔離手段で前記密閉容器内から圧力的に遮断するとともに、圧縮機構部の圧縮室を形成する構成部材間の結合面の外周部を密閉容器内から圧力的に遮断する隔離手段を設け、前記隔離手段は、低段圧縮要素の低段シリンダブロック、駆動軸を支持し且つ前記低段シリンダブロックと共に圧縮室を形成すべく前記低段シリンダブロックに固定された軸受部材、前記低段シリンダブロックと共に前記圧縮室を形成すべく前記低段シリンダブロックに隣接配置された中板の外周部を囲むべく環状部を備えた部材により構成したものである。
【００６５】
そしてこの構成によれば、密閉容器内の高圧（吐出圧力相当）流体（気体や潤滑油）が圧縮室を形成する構成部材間の結合面を介して圧縮室内に漏洩流入するのを阻止でき、また、密閉容器内に吐出された流体（気体や潤滑油）が軸受部材と低段シリンダブロック、中板と低段シリンダブロックとの２箇所の接触固定面を介して低段圧縮要素の圧縮室の吸入側に漏洩流入するのを阻止し、著しい圧縮効率が低下するのを防止できる。
【００６６】
請求項２に記載の発明は、密閉容器内に電動機とその電動機に連結する圧縮機構部を収納し、圧縮機構部の圧縮気体を密閉容器内に排出する構成において、圧縮機構部の圧縮室を形成する構成部材間の結合面の外周部を密閉容器内から圧力的に遮断する隔離手段を設けると共に、圧縮機構部が複数の圧縮要素から成り、それぞれの圧縮要素を連結すべく各圧縮要素に隣接して配置され且つ圧縮室の壁面構成一部材である中板の外周部を隔離手段で密閉容器内から圧力的に遮断し、圧縮要素を低段圧縮要素と高段圧縮要素を順次直列接続した２段圧縮機構とし、その低段圧縮要素の構成部品の外周部を密閉容器内から圧力的に遮断する隔離手段を設け、その隔離手段は、低段圧縮要素の低段シリンダブロック、駆動軸を支持し且つ低段シリンダブロックと共に圧縮室を形成すべく低段シリンダブロックに固定された軸受部材、低段シリンダブロックと共に圧縮室を形成すべく低段シリンダブロックに隣接配置された中板の外周部を囲むべく環状部を備えた部材とし、隔離手段が、中板と高段圧縮要素の高段シリンダブロックとの接合面を密閉容器内から圧力的に遮断する手段を設けたものである。そしてこの構成によれば、密閉容器内の吐出流体（気体や潤滑油）が低段圧縮要素および高段圧縮要素の両圧縮室を形成すべく配置された構成部材の接触固定面を介して両圧縮室に漏洩流入するのを阻止し圧縮効率低下を防止できる。
【００６７】
請求項３に記載の発明は、密閉容器内に電動機とその電動機に連結する圧縮機構部を収納し、圧縮機構部の圧縮気体を密閉容器内に排出する構成において、圧縮機構部の圧縮室を形成する構成部材間の結合面の外周部を密閉容器内から圧力的に遮断する隔離手段を設けると共に、圧縮機構部が複数の圧縮要素から成り、それぞれの圧縮要素を連結すべく各圧縮要素に隣接して配置され且つ圧縮室の壁面構成一部材である中板の外周部を隔離手段で密閉容器内から圧力的に遮断し、圧縮要素を低段圧縮要素と高段圧縮要素を順次直列接続した２段圧縮機構とし、その低段圧縮要素の構成部品の外周部を密閉容器内から圧力的に遮断する隔離手段を設け、その隔離手段は、低段圧縮要素の低段吐出室を形成すべく低段圧縮要素の低段シリンダブロックの外周部を囲むように形成された吐出カバーを兼ねたものである。そしてこの構成によれば、低段圧縮要素を組立後に吐出カバーを取り付け、その内部に圧縮室を配置する低段シリダブロックの外周部を密閉容器内の吐出流体雰囲気から遮断するので、圧縮機構部の組立が容易で、且つ、圧縮室への不要な漏洩流体流入を回避でき、圧縮効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例を示すローリングピストン型ロータリ式２段圧縮機の縦断面図
【図２】 同圧縮機における圧縮機構部の部分断面図
【図３】 同圧縮機における高段シリンダブロックの外観図
【図４】 本発明の第２の実施例を示すスクロール圧縮機の縦断面図
【図５】 同圧縮機におけるシール部を示す部分断面図
【図６】 本発明の第３の実施例を示すスクロール圧縮機のシール部を表す部分断面図
【図７】 従来のローリングピストン型ロータリ式２段圧縮機と冷凍サイクル配管系の接続図
【図８】 同圧縮機の縦断面図
【図９】 同圧縮機の部分縦断面図
【図１０】 従来のスクロール圧縮機の縦断面図
【符号の説明】
１ 密閉容器
２ 電動機
３ ２段圧縮機構
３ａ 圧縮機構部
４ 高段側圧縮要素
５ 低段側圧縮要素
６ 中板
７ 駆動軸
８ 高段シリンダブロック
１０ 低段シリンダブロック
２６ 低段吐出カバー
２７ 低段吐出室
３００１ 密閉容器
３００２ 本体フレーム
３００２ａ 突起状部
３００３ 主軸受
３０１３ 旋回軸受部
３０１４ 旋回スクロール
３０１４ａ 旋回スクロールラップ
３０１４ｂ ラップ支持円盤
３０２１ 鏡板
３０２１ｂ 突起状部
３０２２ 吸入室
３０２４ 吐出室
３０２５ 吐出ポート
３０３４ 固定スクロール
３０３４ａ 固定スクロールラップ
３０９７ スクロール式圧縮機構
３０９８ シール部材（Ｏ―リング）
３０９９ 吐出カバー
【発明の属する技術分野】
本発明は回転式気体圧縮機の圧縮機構部の密封手段に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
昨今の地球環境保護問題に端を発して、従来から継続使用されているフロン冷媒に替わり自然冷媒、特に、二酸化炭素（ＣＯ２）冷媒を用いたヒートポンプシステムの研究開発が各分野で盛んに行われている。
【０００３】
しかしながら、従来のフロン冷媒を用いた冷凍サイクルでは、高圧側が３ＭＰａ以下であるのに対して、二酸化炭素（ＣＯ２）冷媒を用いた冷凍サイクルでは、低圧側が２．５〜５ＭＰａ，高圧側が１２〜１５ＭＰａにも達して高低圧力差が極めて大きく、圧縮機構部での高圧側から低圧側への気体漏れ損失の過大が懸念されている。
【０００４】
このような理由から、二酸化炭素（ＣＯ２）冷媒を用いた圧縮機として、隣接する圧縮室間の差圧を小さくできるスクロール圧縮機や多段圧縮機の改良検討が進められている。
【０００５】
特に、家庭用ヒートポンプシステムに搭載される圧縮機としては、生産性と耐久性および高性能・小型化の観点から多段圧縮機としては、密閉容器内が高圧型のローリングピストン型ロータリ式２段圧縮機が注目を浴びている。また、スクロール圧縮機としては圧縮機構部を収納する高圧密閉容器内が油分離機能を兼ね、別途に油分離器を要しない高圧型スクロール圧縮機が注目を浴びている。
【０００６】
図７は発明者が特開平４−１８７８８７号公報（特許第２７６８００４号公報）で提案したローリングピストン型ロータリ式２段圧縮機と冷凍サイクル配管系の接続図、図８は同圧縮機の縦断面図、図９は同圧縮機の部分縦断面図を示す。
【０００７】
図７〜図９において、従来のフロン系冷媒の吐出冷媒ガスが充満する密閉容器１００１内には電動機５、低段圧縮要素１００７と高段圧縮要素１００４と中板３６から成る２段圧縮機構が収納され、高段圧縮要素１００４のローリングピストン圧縮機構の高段ベーン１０３９の反シリンダ側には吐出圧力が作用する潤滑油３５が作用して高段ベーン１０３９の先端を高段ピストン１００９ｂに押圧している。一方、低段圧縮要素１００７のローリングピストン圧縮機構の低段ベーン１０３８の反シリンダ側には、油溜１０３５の潤滑油を中板１０３６に設けた絞り通路１０６１ａを有する給油通路１０６１を経由して中間圧力に減圧の後、低段ベーン背面室１０４４に導入された潤滑油が作用している。この付勢力によって、低段ベーン１０３８の先端が低段ピストン１００７ｂに押圧されてシリンダ内を吸入室と圧縮室とに区画する構成になっている。
【０００８】
なお、低段ベーン背面室１０４４に供給された潤滑油は、低段ベーン１０３８の摺動面を潤滑する一方、低段吐出室１０４５に流入した後、吐出冷媒ガスと共に連通路１０５５を経由して高段圧縮要素１００９の吸入側に吸い込まれ、圧縮の後、電動機室１００８に排出される。電動機室１００８で冷媒ガスから分離した潤滑油は油溜１０３５に収集される。
【０００９】
このように、高段ベーン１０３９の先端と高段ピストン１００９ｂとの接触力は、高段圧縮要素１００９の吐出圧力と高段圧縮要素１００９の吸入圧力（低段吐出圧力）との差圧力が作用する。また同様に、低段ベーン１０３８の先端と低段ピストン１００７ｂとの接触力は、低段圧縮要素１００７の吐出圧力と吸入圧力との差圧が作用する。したがって、低段ベーン１０３８の先端の摩擦損失動力や摩耗量が、高段吐出圧力と低段吸入圧力との差圧が作用する場合よりも半減する構成である。
【００１０】
このような構成のロータリ式２段圧縮機でＣＯ２冷媒ガスを使用する場合（吐出圧力と吸入圧力との差圧が極めて大きい状態）でも、高段ベーン１０３９や低段ベーン１０３８の先端に作用する荷重が半減するので摺動部の耐久性確保が可能となる。
【００１１】
【発明が解決しょうとする課題】
しかしながら、２段圧縮機構１００３の外周部の雰囲気圧力が吐出圧力相当のために潤滑油や冷媒ガスが、２段圧縮機構１００３の各圧縮室（シリンダ内）を形成するための構成部品間の接触固定面や摺動部隙間を介してシリンダ内に流入する漏洩量が多く、圧縮効率が著しく低下する課題があった。
【００１２】
なお、２段圧縮機構１００３の各圧縮室（シリンダ内）を形成するための構成部品間の接触固定面の間にシール部材を配置してシリンダ内への流体漏洩を防止する方策があるが、組立部品隙間の極めて小さい２段圧縮機構１００３の組立が困難である理由から上記の方策は実現不可能でもある。
【００１３】
図１０は、圧縮機構部の全体が高圧冷媒ガスや高圧潤滑油の雰囲気中にない場合のスクロール気体圧縮機の縦断面図を示す。
【００１４】
すなわち、モータ２００７に連結する駆動軸２００８を支持するフレーム２００３によって、密閉ケース２００１，２００２内が上部の吐出空間２０１３（高圧側）と下部のモータ室２０１５（低圧側）とに区画されている。吐出空間２０１３内に配置された鏡板２０１２はフレーム２００３に固定される一方、固定スクロール２０１１を固定している。固定スクロール２０１１に噛み合う旋回スクロール２０１０はフレーム２００３に支持されながら駆動軸２００８の偏心穴２００９に係合する。吐出空間２０１３の底部の吐出室油溜２０３６はフレーム２００３に設けられた極細通路２０１９を介してモータ室２０１５の底部の油溜２０１７に通じている構成である。
【００１５】
このような構成のスクロール気体圧縮機において、吐出室油溜２０３６の潤滑油は、鏡板２０１２および固定スクロール２０１１とフレーム２００３との接触固定面を通じて旋回スクロール（可動スクロール）２０１０の外側の吸入室２０３７に微小漏洩する。特に、冷凍サイクルにおける高圧側と低圧側との差圧が従来冷媒よりも極めて大きいＣＯ２冷媒ガスを使用する場合には、吐出室油溜２０３６と吸入室２０３７との差圧が大きいために吐出室油溜２０３６の潤滑油が吸入室２０３７に漏洩する量が多く、圧縮効率の著しい低下を招く課題があった。上述のロータリ式２段圧縮機で説明した場合と同様に、鏡板２０１２とフレーム２００３との接触固定面にシール部材を配置して吐出室油溜２０３６の潤滑油が吸入室２０３７に漏洩するのを防止する方策もあるが、鏡板２０１２とフレーム２００３との接触固定面にシール部材を配置することによって、圧縮室の微小隙間確保を要する旋回スクロール２０１０と固定スクロール２０１１の適正配置組立が困難であると言う理由から実現不可能である。
【００１６】
上記のような構成のスクロール気体圧縮機に限らず、例えば発明者が特公平７−７８３９１号公報で提案しているような、スクロール圧縮機構が高圧冷媒ガスや高圧潤滑油の雰囲気内に配置された構成のスクロール気体圧縮機の場合も同様の課題を有する。
【００１７】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、圧縮機構部を囲む高圧流体（冷媒や潤滑油）が圧縮室内に流入漏洩するのを防止することを目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、圧縮機構部を囲む高圧雰囲気から組立済みの圧縮機構部を圧力的に遮断する手段を設けたものである。
【００１９】
上記遮断手段によって圧縮機構部を囲む高圧流体（冷媒や潤滑油）が圧縮室内に漏洩流入するのを阻止し、圧縮効率の低下防止を図ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、密閉容器内に電動機とその電動機に連結する圧縮機構部を収納し、圧縮機構部の圧縮気体を密閉容器内に排出する構成において、前記圧縮機構部は前記圧縮要素を低段圧縮要素と高段圧縮要素を順次直列接続した２段圧縮機構とし、それぞれの圧縮要素を連結すべく各圧縮要素に隣接して配置され且つ圧縮室の壁面構成の一部材
である中板の外周部を前記隔離手段で前記密閉容器内から圧力的に遮断するとともに、圧縮機構部の圧縮室を形成する構成部材間の結合面の外周部を密閉容器内から圧力的に遮断する隔離手段を設け、前記隔離手段は、低段圧縮要素の低段シリンダブロック、駆動軸を支持し且つ前記低段シリンダブロックと共に圧縮室を形成すべく前記低段シリンダブロックに固定された軸受部材、前記低段シリンダブロックと共に前記圧縮室を形成すべく前記低段シリンダブロックに隣接配置された中板の外周部を囲むべく環状部を備えた部材により構成したものである。
【００２１】
そしてこの構成によれば、密閉容器内の高圧（吐出圧力相当）流体（気体や潤滑油）が圧縮室を形成する構成部材間の結合面を介して圧縮室内に漏洩流入するのを阻止し、また、密閉容器内に吐出された流体（気体や潤滑油）が軸受部材と低段シリンダブロック、中板と低段シリンダブロックとの２箇所の接触固定面を介して低段圧縮要素の圧縮室の吸入側に漏洩流入するのを阻止し、著しい圧縮効率の低下防止を図れる。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、隔離手段が、中板と高段圧縮要素の高段シリンダブロックとの接触固定面を密閉容器内から圧力的に遮断する手段を設けたものである。そしてこの構成によれば、密閉容器内の吐出流体（気体や潤滑油）が低段圧縮要素および高段圧縮要素の両圧縮室を形成すべく配置された構成部材の接触固定面を介して両圧縮室に漏洩流入するのを阻止し圧縮効率低下を防止できる。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、隔離手段が、低段圧縮要素の低段吐出室を形成すべく低段圧縮要素の低段シリンダブロックの外周部を囲むように形成された吐出カバーを兼ねたものである。そしてこの構成によれば、低段圧縮要素を組立後に取り付けられた吐出カバーがその内部に圧縮室を配置する低段シリダブロックの外周部を密閉容器内の吐出流体雰囲気から遮断し、圧縮室への不要な漏洩流体流入を回避して圧縮効率の向上を図る。
【００２４】
【実施例】
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００２５】
（実施例１）
図１は二酸化炭素（ＣＯ２）冷媒を使用したローリングピストン型ロータリ式２段圧縮機の縦断面を表し、図２は同圧縮機の部分縦断面を表し、図３は同圧縮機の低段シリンダブロックの外観図を表す。
【００２６】
密閉容器１の内部に、電動機２とその下部に２段圧縮機構３が配置されている。２段圧縮機構３は、高段圧縮要素４と、その下部に配置された低段圧縮要素５と、高段圧縮要素４および低段圧縮要素５の間に配置された中板６と、高段圧縮要素４および低段圧縮要素５を駆動すべく電動機２の回転子２ａに連結された駆動軸７と、駆動軸７を支持すべく高段圧縮要素４の高段シリンダブロック８に固定された主軸受９および低段圧縮要素５の低段シリンダブロック１０に固定された副軸受１１とから成る。
【００２７】
高段シリンダブロック８は密閉容器１に溶接固定され、その高段シリンダブロック８に中板６と低段シリンダブロック１０が固定されている。
【００２８】
主軸受９に取付られた高段吐出カバー１２は、主軸受９と共に高段吐出室１３を形成している。
【００２９】
中板６，低段シリンダブロック１０，副軸受１１の外周部を囲み且つシール部材９８を介して高段シリンダブロック８に取付られた低段吐出カバー２６の内部は低段吐出室２７を形成している。低段吐出カバー２６と副軸受１１との間にＯ―リング９７が介装され、密閉容器１内の油溜３２と低段吐出室２７との間が圧力的に隔離されている。
【００３０】
低段吐出室２７と高段吐出室１３との間は、副軸受１１，低段シリンダブロック１０，中板６，高段シリンダブロック８，主軸受９を貫通して設けられたバイパス通路９６で連通されている。バイパス通路９６の端部は、バイパス通路９６を開閉する弁体９５と、弁体９５を付勢するバネ手段９４が配置されており、低段吐出室２７から高段吐出室１３への冷媒ガスの流入のみ許容する逆止弁機構を形成している。
【００３１】
駆動軸７を貫通する油穴７ａの下端部には、遠心ポンプ手段９３が装着されており、遠心ポンプ手段９３によって、副軸受１１、低段圧縮要素５の低段ピストン７０の内側、高段圧縮要素４の高段ピストン６５の内側、主軸受９の各摺動面に油溜３２の潤滑油が給油される経路が形成されている。
【００３２】
高段圧縮要素４のシリンダ内で高段ピストン６５の外周面に接してシリンダ内を吸入室と圧縮室とに区画すべく配置された高段ベーン１５の反シリンダ側の高段ベーン背面室１６は、油溜３２に連通している。
【００３３】
上記と同様に、低段圧縮要素５の低段ベーン９２の反シリンダ側に配置された低段ベーン背面室３３にはバネ手段（コイルバネ）９１が配置され、低段ベーン９２の先端を低段ピストン７０に押圧付勢している。バネ手段（コイルバネ）９１を装着すべく低段ベーン背面室３３に設けられたバネ装着穴３４は、以下に述べる経路を経て密閉容器１内の油溜３２に連通している。
【００３４】
すなわち、バネ装着穴３４は、低段シリンダブロック１０と中板６の外周部と低段吐出カバー２６との間の間隙通路９０、中板６に設けられて絞り部を有する油穴６８、駆動軸７の油穴７ａに直交して設けられた半径方向油穴７ｂを順次経由して連通している。
【００３５】
また、低段ベーン背面室３３は、バネ装着穴３４よりも上部に流出口８９を有する給油路８８を介して低段吐出室２７に連通している。
【００３６】
低段吐出室２７は、副軸受１１，高段シリンダブロック１０，中板６を貫通して設けられた中間連通路８７を介して高段圧縮要素４の吸入室に通じている。
【００３７】
密閉容器１の上壁中央部の平坦部には電動機２に接続する電気接続端子８６が配置され、その外部接続端子８６ａには、絶縁樹脂材で結束した外部接続クラスター８５が挿入されている。その外部接続クラスター８５を囲むターミナルカバー８４の内形状は、例えば、電気接続端子８６を構成する端子が密閉容器１内の高圧ＣＯ２ガス圧力によって部分的に抜けようとする場合でも、外部接続クラスター８５が外部接続端子８６ａから外れることがないように設定されている。
【００３８】
密閉容器１の上壁に配置された吐出管８３の電動機室２９側開口端の近傍には、密閉容器１の内壁側に開口した遮蔽板８２が配置されており、電気接続端子８６の側から吐出管８３への直接的なガス流出を防でいる。
【００３９】
以上のように構成された二酸化炭素（ＣＯ２）冷媒ガスを使用したローリングピストン型ロータリ式２段圧縮機について、図１、図２、図３を参照しながらその動作を説明する。
【００４０】
低段圧縮要素５のシリンダ内に取り込まれた吸入冷媒ガスは、圧縮された後、低段吐出室２７に吐出される。低段吐出室２７の吐出冷媒ガスは、中間連通路８７を経由して高段圧縮要素４の吸入室に取り込まれ、圧縮の後、高段吐出室１３に吐出され、電動機室９に排出される。電動機室９に排出された冷媒ガスに混入する潤滑油の一部は分離され、油溜３２に収集される。潤滑油の一部が分離された高圧の吐出冷媒ガスは、吐出管８３を経て圧縮機外部配管系に送出される。
【００４１】
高段圧縮要素４の吐出冷媒ガス圧力が作用する油溜３２の潤滑油は、駆動軸７の下端部に配置された遠心ポンプ手段９３によって駆動軸７内の油穴７ａ，半径方向油穴７ｂ，低段ピストン７０の内径側空間，高段ピストン６５の内径側空間，主軸受９の軸受摺動面を順次経由して電動機室２９に排出され、再び、油溜３２に帰還する。
【００４２】
なお、遠心ポンプ手段９３から駆動軸７内の油穴７ａに排出された潤滑油に混入する冷媒ガスが油穴７ａの上部開口端から電動機室２９へ放出される。それによって、油穴７ａの潤滑油がガス抜きされるので、低段ピストン７０の内径摺動面，高段ピストン６５の内径摺動面，主軸受９の軸受摺動面にはガス噛み込みのない良好な油膜が形成される。
【００４３】
このような駆動軸７の摺動部給油過程途中の潤滑油は、中板６の絞り部を有する油穴６８を介して中間圧力に減圧の後、間隙通路９０，バネ装着穴３４，低段ベーン背面室３３，バネ装着穴３４よりも上部の流出口８９，中間連通路８７を順次経由して低段吐出室２７に供給される。中間連通路８７は絞り作用が生じることのない通路であるために、低段ベーン背圧室３３は低段吐出室２７と相当圧力となる。
【００４４】
低段ベーン背圧室３３と低段吐出室２７を連通する中間連通路８８の流出口８９がバネ装着穴３４よりも上部配置であるために、圧縮機停止中でも低段ベーン背圧室３３の潤滑油がその自重により低段吐出室２７に流出することなく、圧縮機再起動初期における低段ベーン９２の摺動部隙間の潤滑に提供される。
【００４５】
当然のことながら、圧縮機運転中も低段ベーン背圧室３３の潤滑油が十分に確保されて、低段ベーン９２の摺動部隙間の油膜密封作用と、低段ベーン９２を低段ピストンに押圧させる。
【００４６】
この押圧力は、低段ベーン背面室３３に油溜３２の潤滑油が減圧されることなく導入される場合に比較して半減しており、低段ピストン７０の外周面と低段ベーン９２の先端との摺動摩擦損失が小さく、摺動部摩耗も少ない特徴を有している。
【００４７】
また、高段シリンダブロック８と低段吐出カバー２６の間に介在するシール部材によって、低段ベーン背面室３３が密閉容器１内と圧力的に隔離されており、例え、油溜３２の油面が低下する場合でも、密閉容器１内の吐出冷媒ガスが低段ベーン背面室３３に漏洩することはない。また、密閉容器１内の吐出冷媒ガスや吐出圧力が作用する潤滑油が中板６と高段シリンダブロック８との接触結合面、中板６と低段シリンダブロック１０との接触結合面を介して高段圧縮要素４の圧縮室および低段圧縮要素５の圧縮室に直接的に漏洩流入することはない。
【００４８】
低段ベーン背面室３３から低段吐出室２７を経由して高段圧縮要素４の吸入室に導入された適量の潤滑油は、高段圧縮要素４の圧縮室隙間の油膜密封作用に供され、圧縮効率を向上させる。
【００４９】
以上のように上記実施例によれば、密閉容器１内に電動機２と電動機２に連結する圧縮機構部を収納し、その圧縮機構部３ａの圧縮気体を密閉容器１内に排出する構成において、圧縮機構部３ａの圧縮室を形成する構成部材（高段シリンダブロック８と中板６、低段シリンダブロック１０と中板６）間の結合面の外周部を密閉容器１内から圧力的に遮断する隔離手段（高段シリンダブロック８と中板６と低段シリンダブロック１０と副軸受１１を囲む低段吐出カバー２６がシール部材９８を介して高段シリンダブロック８に取付られた状態）を設けたことにより、密閉容器１内の高圧（吐出圧力相当）流体（吐出冷媒ガスや潤滑油）が圧縮室を形成する構成部材間の接触結合面を介して圧縮室内に漏洩流入するのを阻止し、圧縮効率の低下防止を図ることができる。
【００５０】
また上記実施例によれば、圧縮機構部３ａは複数の圧縮要素（低段圧縮要素５、高段圧縮要素４）から成り、それぞれの圧縮要素を連結すべく各圧縮要素に隣接して配置され且つ圧縮室の壁面構成一部材である中板６の外周部を囲む形態で低段吐出カバー２６を配置して密閉容器１内から圧力的に遮断したことにより、中板６と各圧縮要素（４、５）の隣接面を介して密閉容器１内の高圧流体（吐出冷媒ガスや潤滑油）が圧縮室内に漏洩流入するのを回避し、圧縮効率の低下防止を図ることができる。
【００５１】
また上記実施例によれば、圧縮要素を低段圧縮要素５と高段圧縮要素４を順次直列接続した２段圧縮機構３としたことにより、密閉容器１内の吐出冷媒ガスや潤滑油が中板６を介して低段圧縮要素５および高段圧縮要素４の圧縮室の吸入側に漏洩流入するのを防止し、高段圧縮要素４における圧縮損失の発生を防止すると共に、低段圧縮要素５から高段圧縮要素４への圧縮損失の巡送りを回避して、圧縮効率の大幅な低下を防止することができる。
【００５２】
また上記実施例によれば、低段圧縮要素５の構成部品の外周部を密閉容器１内から圧力的に遮断する隔離手段を設けたことにより、密閉容器１内の吐出冷媒ガスや潤滑油が中板６を介して低段圧縮要素５の圧縮室の吸入側（低圧側）に漏洩流入し、高段圧縮要素４でも再び漏洩流体が再圧縮されることによる過剰な圧縮損失発生の防止を図ることができる。
【００５３】
また上記実施例によれば、隔離手段は、低段圧縮要素５の低段シリンダブロック１０、駆動軸７を支持し且つ低段シリンダブロック１０と共に圧縮室を形成すべく低段シリンダブロック１０に固定された副軸受１１、低段シリンダブロック１０と共に圧縮室を形成すべく低段シリンダブロック１０に隣接配置された中板６の外周部を囲むべく環状部を備えた低段吐出カバー２６としたことにより、密閉容器１内に吐出された流体（吐出冷媒ガスや潤滑油）が副軸受１１と低段シリンダブロック１０、中板６と低段シリンダブロック１０との２箇所の接触固定面を介して低段圧縮要素５の圧縮室の吸入側に漏洩流入するのを阻止し、著しい圧縮効率の低下を防止することがきる。
【００５４】
また上記実施例によれば、隔離手段は、中板６と高段圧縮要素４の高段シリンダブロック８との接合面を密閉容器１内から圧力的に遮断する手段を設けたことにより、密閉容器１内の吐出流体（吐出冷媒ガスや潤滑油）が低段圧縮要素５および高段圧縮要素４の両圧縮室を形成すべく配置された構成部材の接触固定面を介して両圧縮室に漏洩流入するのを阻止し圧縮効率低下を防止することができる。
【００５５】
また上記実施例によれば、隔離手段は、低段圧縮要素５の低段吐出室２７を形成すべく低段圧縮要素５の低段１０シリンダブロックの外周部を囲むように形成された低段吐出カバー２６を兼ねたことにより、低段圧縮要素５を組立後に取り付けられた低段吐出カバー２６がその内部に圧縮室を配置する低段シリダブロック１０の外周部を密閉容器１内の吐出冷媒ガスや潤滑油から遮断し、圧縮室への不要な漏洩流体流入を回避して圧縮効率の向上を図ることができる。
【００５６】
なお、上記実施例では、中板６の中間連通路８７と低段ベーン背面室３３との間を間隙通路９０を介して連通したが、間隙通路９０を介することなく直接的に連通しても良い。
そして、低段シリンダブロック１０との接触結合面の外周部にシール部材を配置して、密閉容器１内の吐出冷媒ガスや潤滑油と圧縮室との間を完全に隔離密封し、圧縮室への流体漏洩を回避することによる圧縮効率の向上を図ることができる。
【００５７】
（実施例２）
図４は密閉容器１内が二酸化炭素（ＣＯ２）の吐出冷媒ガスで充満するスクロール圧縮機の縦断面を示す。
【００５８】
電動機（モータ）３０１０に連結する駆動軸３００５を支持する本体フレーム３００２に固定スクロール３０３４が締結されている。固定スクロール３０３４に噛み合う旋回スクロール３０１４は本体フレーム３００２に支持されながら背圧室３０２０に配置され、駆動軸３００５の先端の偏心軸部３００８と、本体フレーム３００２に係止された自転阻止機構とに係合して旋回運動する。固定スクロール３０３４と旋回スクロール３０１４とが噛み合って形成する圧縮空間は、その外側部が吸入管３０２８に通じる吸入室３０２２を構成し、その中央部の圧縮室が吐出ポート３０２５に通じる。背圧室３０２０は絞り機能を有するバランス通路３０２６を介して吸入室３０２２に通じている。
【００５９】
固定スクロール３０３４の鏡板３０２１には吐出カバー３０９９が取付られて吐出室３０２４を形成する。吐出カバー３０９９は鏡板３０２１と本体フレーム３００２の外周部を囲む形態で配置されている。
【００６０】
固定スクロール３０３４の鏡板３０２１と本体フレーム３００２との締結外周部と、吐出カバー３０９９との間にＯ―リング３０９８が押圧介装され、密閉容器１内の吐出冷媒ガスが本体フレーム３００２の内部側（背圧室３０２０）に流入するのを防止している。
【００６１】
このような構成において、吸入室３０２２が３ＭＰａ，吐出室３０２４が１０ＭＰａ，背圧室が５ＭＰａの圧力状態を維持してスクロール圧縮機が運転される。密閉容器１内の冷媒ガスは、Ｏーリング３０９８のシール機能によって背圧室３０２０を経由する吸入室３０２２への漏洩流入を阻止される。これによって、圧縮効率の低下が防止され、高効率なスクロール圧縮機を提供する。
【００６２】
（実施例３）
図６は、固定スクロールの鏡板３０２１ａと本体フレーム３００２ａの締結面外周部に突起状部３０２１ｂと突起状部３００２ｂを設け、その隣接外周部をレーザ溶接等の集中溶接接合することにより、図５におけるＯーリング３０９８のシール機能に置き換えたスクロール圧縮機の部分断面図を示す。レーザ溶接等の集中溶接接合は、鏡板３０２１ａと本体フレーム３００２ａを溶接時の熱変形を伴うことなく溶接接合できる。また、鏡板３０２１ａと本体フレーム３００２ａの材質がアルミニューム合金等の場合の集中溶接接合には、電子ビーム溶接が適している。
【００６３】
なお、上記実施例では二酸化炭素冷媒を使用したローリングピストン型ロータリ式２段圧縮機およびスクロール圧縮機について説明したが、他の気体（例えば、酸素，窒素，ヘリウム，空気など）を圧縮する２段ローリングピストン型ロータリ式圧縮機およびスクロール圧縮機の場合も同様な作用・効果を生じるものである。
【００６４】
【発明の効果】
上記実施例から明かなように、請求項１に記載の発明は、密閉容器内に電動機とその電動機に連結する圧縮機構部を収納し、圧縮機構部の圧縮気体を密閉容器内に排出する構成において、前記圧縮機構部は前記圧縮要素を低段圧縮要素と高段圧縮要素を順次直列接続した２段圧縮機構とし、それぞれの圧縮要素を連結すべく各圧縮要素に隣接して配置され且つ圧縮室の壁面構成の一部材である中板の外周部を前記隔離手段で前記密閉容器内から圧力的に遮断するとともに、圧縮機構部の圧縮室を形成する構成部材間の結合面の外周部を密閉容器内から圧力的に遮断する隔離手段を設け、前記隔離手段は、低段圧縮要素の低段シリンダブロック、駆動軸を支持し且つ前記低段シリンダブロックと共に圧縮室を形成すべく前記低段シリンダブロックに固定された軸受部材、前記低段シリンダブロックと共に前記圧縮室を形成すべく前記低段シリンダブロックに隣接配置された中板の外周部を囲むべく環状部を備えた部材により構成したものである。
【００６５】
そしてこの構成によれば、密閉容器内の高圧（吐出圧力相当）流体（気体や潤滑油）が圧縮室を形成する構成部材間の結合面を介して圧縮室内に漏洩流入するのを阻止でき、また、密閉容器内に吐出された流体（気体や潤滑油）が軸受部材と低段シリンダブロック、中板と低段シリンダブロックとの２箇所の接触固定面を介して低段圧縮要素の圧縮室の吸入側に漏洩流入するのを阻止し、著しい圧縮効率が低下するのを防止できる。
【００６６】
請求項２に記載の発明は、密閉容器内に電動機とその電動機に連結する圧縮機構部を収納し、圧縮機構部の圧縮気体を密閉容器内に排出する構成において、圧縮機構部の圧縮室を形成する構成部材間の結合面の外周部を密閉容器内から圧力的に遮断する隔離手段を設けると共に、圧縮機構部が複数の圧縮要素から成り、それぞれの圧縮要素を連結すべく各圧縮要素に隣接して配置され且つ圧縮室の壁面構成一部材である中板の外周部を隔離手段で密閉容器内から圧力的に遮断し、圧縮要素を低段圧縮要素と高段圧縮要素を順次直列接続した２段圧縮機構とし、その低段圧縮要素の構成部品の外周部を密閉容器内から圧力的に遮断する隔離手段を設け、その隔離手段は、低段圧縮要素の低段シリンダブロック、駆動軸を支持し且つ低段シリンダブロックと共に圧縮室を形成すべく低段シリンダブロックに固定された軸受部材、低段シリンダブロックと共に圧縮室を形成すべく低段シリンダブロックに隣接配置された中板の外周部を囲むべく環状部を備えた部材とし、隔離手段が、中板と高段圧縮要素の高段シリンダブロックとの接合面を密閉容器内から圧力的に遮断する手段を設けたものである。そしてこの構成によれば、密閉容器内の吐出流体（気体や潤滑油）が低段圧縮要素および高段圧縮要素の両圧縮室を形成すべく配置された構成部材の接触固定面を介して両圧縮室に漏洩流入するのを阻止し圧縮効率低下を防止できる。
【００６７】
請求項３に記載の発明は、密閉容器内に電動機とその電動機に連結する圧縮機構部を収納し、圧縮機構部の圧縮気体を密閉容器内に排出する構成において、圧縮機構部の圧縮室を形成する構成部材間の結合面の外周部を密閉容器内から圧力的に遮断する隔離手段を設けると共に、圧縮機構部が複数の圧縮要素から成り、それぞれの圧縮要素を連結すべく各圧縮要素に隣接して配置され且つ圧縮室の壁面構成一部材である中板の外周部を隔離手段で密閉容器内から圧力的に遮断し、圧縮要素を低段圧縮要素と高段圧縮要素を順次直列接続した２段圧縮機構とし、その低段圧縮要素の構成部品の外周部を密閉容器内から圧力的に遮断する隔離手段を設け、その隔離手段は、低段圧縮要素の低段吐出室を形成すべく低段圧縮要素の低段シリンダブロックの外周部を囲むように形成された吐出カバーを兼ねたものである。そしてこの構成によれば、低段圧縮要素を組立後に吐出カバーを取り付け、その内部に圧縮室を配置する低段シリダブロックの外周部を密閉容器内の吐出流体雰囲気から遮断するので、圧縮機構部の組立が容易で、且つ、圧縮室への不要な漏洩流体流入を回避でき、圧縮効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例を示すローリングピストン型ロータリ式２段圧縮機の縦断面図
【図２】 同圧縮機における圧縮機構部の部分断面図
【図３】 同圧縮機における高段シリンダブロックの外観図
【図４】 本発明の第２の実施例を示すスクロール圧縮機の縦断面図
【図５】 同圧縮機におけるシール部を示す部分断面図
【図６】 本発明の第３の実施例を示すスクロール圧縮機のシール部を表す部分断面図
【図７】 従来のローリングピストン型ロータリ式２段圧縮機と冷凍サイクル配管系の接続図
【図８】 同圧縮機の縦断面図
【図９】 同圧縮機の部分縦断面図
【図１０】 従来のスクロール圧縮機の縦断面図
【符号の説明】
１ 密閉容器
２ 電動機
３ ２段圧縮機構
３ａ 圧縮機構部
４ 高段側圧縮要素
５ 低段側圧縮要素
６ 中板
７ 駆動軸
８ 高段シリンダブロック
１０ 低段シリンダブロック
２６ 低段吐出カバー
２７ 低段吐出室
３００１ 密閉容器
３００２ 本体フレーム
３００２ａ 突起状部
３００３ 主軸受
３０１３ 旋回軸受部
３０１４ 旋回スクロール
３０１４ａ 旋回スクロールラップ
３０１４ｂ ラップ支持円盤
３０２１ 鏡板
３０２１ｂ 突起状部
３０２２ 吸入室
３０２４ 吐出室
３０２５ 吐出ポート
３０３４ 固定スクロール
３０３４ａ 固定スクロールラップ
３０９７ スクロール式圧縮機構
３０９８ シール部材（Ｏ―リング）
３０９９ 吐出カバー
Claims (3)
- 密閉容器内に電動機と前記電動機に連結する圧縮機構部を収納し、前記圧縮機構部の圧縮気体を前記密閉容器内に排出する構成において、前記圧縮機構部の圧縮室を形成する構成部材間の結合面の外周部を前記密閉容器内から圧力的に遮断する隔離手段を設けた回転式気体圧縮機であって、前記圧縮機構部は前記圧縮要素を低段圧縮要素と高段圧縮要素を順次直列接続した２段圧縮機構とし、それぞれの圧縮要素を連結すべく各圧縮要素に隣接して配置され且つ圧縮室の壁面構成の一部材である中板の外周部を前記隔離手段で前記密閉容器内から圧力的に遮断するとともに、前記低段圧縮要素の構成部品の外周部を密閉容器内から圧力的に遮断する隔離手段を設け、前記隔離手段は、低段圧縮要素の低段シリンダブロック、駆動軸を支持し且つ前記低段シリンダブロックと共に圧縮室を形成すべく前記低段シリンダブロックに固定された軸受部材、前記低段シリンダブロックと共に前記圧縮室を形成すべく前記低段シリンダブロックに隣接配置された中板の外周部を囲むべく環状部を備えた部材により構成したことを特徴とする回転式気体圧縮機。
- 隔離手段を、中板と高段圧縮要素の高段シリンダブロックとの接合面を密閉容器内から圧力的に遮断する構成とした請求項１に記載の回転式気体圧縮機。
- 隔離手段を、低段圧縮要素の低段吐出室を形成すべく前記低段圧縮要素の低段シリンダブロックの外周部を囲むように形成された吐出カバーを兼ねた構成とした請求項１または２に記載の回転式気体圧縮機。
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